УДК 343.983.4 Судебно-химическое расследование
УДК 343.983.7 Судебно-биологическое расследование
В настоящей статье на основе обобщения и систематизации сведений о способах и методах исследования растений эфедры (растений рода Ephedra L) предложен комплексный подход к решению экспертных задач по их отнесению к объектам незаконного оборота – растениям, содержащим прекурсоры наркотических средств или психотропных веществ. Рассмотрены анатомо-морфологические признаки представителей рода Ephedra L., условия и способы применения различных методов физико-химического анализа для определения основных алкалоидов эфедры.
незаконное производство наркотических средств, растение эфедра, анатомо-морфологические признаки, хромато-масс-спектрометрия, тонкослойная хроматография, инфракрасная спектроскопия
Введение
Экспертные исследования психоактивных веществ в рамках расследования преступлений в сфере незаконного оборота наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров достаточно сложны, так как предусматривают не только применение знаний в области химии, химического и физико-химического анализа, но и свободное оперирование нормативной базой в виде соответствующих федеральных законов и постановлений Правительства Российской Федерации.
Ситуация еще более усложняется при необходимости проведения экспертизы в отношении достаточно редко встречающихся в экспертной практике контролируемых растений, содержащих наркотические средства, психотропные вещества или их прекурсоры. В этом случае требуется применение специальных знаний не только из области химии, но и из области ботаники. Одним из таких объектов является эфедра, различные виды которой содержат в своем составе помимо прочих такие алкалоиды, как эфедрин, псевдоэфедрин,
фенилпропаноламин (норэфедрин)
[1, с. 20], отнесенные отечественным законодательством к числу
прекурсоров[1]. На этом основании эфедра (растение рода Ephedra L) включена в Перечень растений, содержащих наркотические средства или психотропные вещества либо их прекурсоры и подлежащих контролю в Российской Федерации[2].
Интерес к экспертному исследованию эфедры обусловлен ее относительно широким ареалом распространения, в том числе и на территории Российской Федерации, а также сообщениями специализированных органов по борьбе с незаконным оборотом наркотиков иностранных государств и межгосударственных образований. В частности, Европейский центр мониторинга наркотиков и наркомании (EMCDDA) в специальной публикации, посвященной ситуации с наркопроизводством в Афганистане, отмечает, что с 2019 года на территории его западных и юго-западных регионов наблюдается устойчивый рост культивации и заготовки эфедры с целью выделения эфедрина и дальнейшего использования его для синтеза метамфетамина. Исследователи EMCDDA отмечают, что в указанных регионах производство метамфетамина практически вытеснило традиционное для этих местностей производство героина[3]. Ареал распространения различных видов эфедры на территории бывшего СССР включает в себя страны Средней Азии, юг Европейской части России, юг Западной Сибири и восточную часть главного Кавказского хребта [2, с. 79]. Таким образом, на отдельных территориях Российской Федерации весьма вероятно появление очагов незаконного производства метамфетамина с использованием растительного сырья, что приведет к увеличению количества изъятий и назначений экспертиз и исследований травы эфедры.
При производстве судебных экспертиз с целью отнесения изъятых объектов к наркосодержащему
растению эфедра (растение рода Ephedra L) эксперты сталкиваются с отсутствием единой методики экспертного исследования растений эфедры и их частей, которые обычно и поступают в экспертные подразделения в рамках уголовных дел или проверок сообщений о преступлениях. Для решения этой проблемы в настоящей статье приводятся и обобщаются сведения об анатомии и морфологии растений рода эфедра и исследовании алкалоидов эфедры физико-химическими методами.
Основная часть
На первом этапе экспертного исследования объектов растительного происхождения выявляются морфологические и анатомические особенности их строения, которые в рассматриваемом нами случае должны сопоставляться с аналогичными признаками эфедры. Рассмотрим подробнее признаки растений рода Ephedra L. и особенности систематизации последних.
Род эфедра (хвойник) Ephedra L – единственный род семейства Эфедровые Ephedraceae Dumort., представитель класса Гнетовые Gnetopsida из отдела Голосеменные Pinophyta. По мнению различных ученых, в роде эфедра насчитывается от 40 до 73 различных видов [3, с. 523; 4, с. 85;
5, с. 2].
Растения рода эфедра[4] – это кустарники, реже деревья или лианы, высотой от 2–7 см до 5–7 м, с членистыми стеблями, напоминающими хвощ (рис. 1).
Рисунок 1. Эфедра хвощевая (Ephedra equisetina Bunge)
Особый интерес представляет строение стеблей, так как в качестве источника алкалоидов (эфедрин, псевдоэфедрин) собираются именно неодревесневшие верхушечные части растения эфедра. Стебли серо-зеленого, желто-зеленого цвета, имеют сочлененный вид из-за наличия на них отдельных узлов и междоузлий. Междоузлия продольно ребристые, а гребни на последующих междоузлиях чередуются. Листья, расположенные в основании узла, редуцированные, пленчатого типа, лишенные хлорофилла, часто коричневого цвета, на 1/3 или почти полностью сросшиеся от основания в пленчатое влагалище, у отдельных видов листья опадающие (рис. 2). Поскольку листья чешуйчатые и редуцированные, процесс фотосинтеза
осуществляется через поверхность стеблей, кора которых состоит в частности из клеток, содержащих
хлорофилл. Растение двудомное, реже однодомное, с невзрачными раздельнополыми цветами, собранными в небольшие почти сидячие колоски. Мужские колоски одиночные или скученные по 2–3 штуки, двух-, четырехцветковые, почти шаровидные, длиной 4–5 мм; тычиночные (мужские) цветы состоят из тычинок, сросшихся в колонку, едва выдающуюся из чешуевидных прицветников. Наружные прицветники округло-эллиптические, на 1/3 сросшиеся с узкой окраиной у основания; внутренние округлые, более длинные. Пыльники, числом 6–8, почти сидячие. Женские колоски мелкие, на коротких ножках, одноцветковые, с двумя (тремя) парами прицветников. Зрелые плоды представляют собой либо ложную ягоду желтоватую или красную, мясистую (рис. 3), либо сухие плоды, окруженные пленчатыми прицветниками.
Рисунок 2. Стебель с листьями растения эфедра
Рисунок 3. Ложные ягоды растения эфедра
Пыльцевые зерна эфедры эллипсоидальные и отмечены чередующимися гребнями и бороздками, параллельными длинной оси. Этот необычный полипликативный тип пыльцы также называется «эфедроидным» [6, с. 41].
Эпидермальный слой стеблей эфедры по периметру состоит из чередующихся гребней и бороздок, что хорошо заметно при изучении их поперечных срезов. Внешний слой эпидермиса с толстым слоем кутикулы.
В эпидермисе имеются многочисленные и вдавленные устьица, расположенные в бороздках. Устьица гаплохейльные, и каждое устьице состоит из двух защитных клеток и выступающей субстоматальной полости. Кора представлена столбчатой и губчатой паренхимой с неравномерно распределенными участками склеренхимы. В центре стебля находится паренхиматозная сердцевина.
Исследование анатомо-морфологического строения растений эфедры и их частей проводится в соответствии с методикой исследования объектов растительного происхождения [7, с. 156–176], в ходе которого выявляется комплекс перечисленных выше признаков.
На следующем этапе экспертного исследования необходимо установить наличие в исследуемых объектах алкалоидов, отнесенных к прекурсорам наркотических средств и психотропных веществ. В большинстве видов эфедры основным алкалоидом является эфедрин, содержание которого может составлять до 65 % от общего количества (суммы) алкалоидов [2, с. 83; 8, с. 250].
Эфедрин (l-эфедрин; (1R, 2S)-2-метиламино-1-фенилпропан-1-ол) схож как по строению молекулы, так и по действию на организм
человека с псевдоэфедрином
(d-псевдоэфедрином, (1S, 2S)-2-метиламино-1-фенилпропан-1-олом) [9, с. 248], который является диастереомером эфедрина. Между собой эти соединения соотносятся как трео- и эритро-формы молекулы с брутто-формулой C10H15NO соответственно (рис. 4).
Основные алкалоиды эфедры
(l-эфедрин и d-псевдоэфедрин) являются прекурсорами такого распространенного наркотического средства, как метамфетамин (рис. 5).
Получаемый с их использованием оптически активный d-метамфетамин обладает гораздо более высокой биологической активностью, чем смесь его оптических изомеров, получаемая при синтезе с использованием иных исходных компонентов [10, с. 14].
Рисунок 4. Структурные формулы соединений:
а) адреналин, б) l-эфедрин, в) d-псевдоэфедрин
|
l-эфедрин |
|
d-псевдоэфедрин |
|
d-метамфетамин |
Рисунок 5. Схема восстановительной реакции получения метамфетамина
из l-эфедрина или d-псевдоэфедрина
Как и большинство диастереомеров, l-эфедрин или d-псевдоэфедрин имеют схожие химические свойства, но несколько различаются по физическим свойствам, что позволяет проводить их обнаружение методами физико-химического анализа. В различных работах для исследований такого рода рекомендуется использовать тонкослойную хроматографию [10, с. 45–46], высокоэффективную жидкостную хроматографию
[11, с. 353], капиллярный
электрофорез [12, с. 8], хромато-масс-спектрометрию с хиральной и ахиральной дериватизацией [13, с. 89–90], либо сочетание нескольких из перечисленных и иных методов [14, с. 5–9].
Отметим, что в случае исследования растительных объектов непосредственно анализу определяемых компонентов предшествует стадия их выделения из растительной матрицы. В качестве наиболее эффективного способа извлечения алкалоидов может быть предложена экстракция предварительно высушенной и измельченной растительной массы эфедры диэтиловым эфиром (при его отсутствии – хлороформом) с добавлением раствора гидроксида натрия до достижения значения pH,
равного 12, в течение 30 минут
в ультразвуковой ванне при соотношении массы образца и объема растворителя 1:10 [10, с. 45; 11, с. 352]. Полученный экстракт необходимо отделить от растительных частиц путем фильтрации, упарить досуха в токе воздуха, после чего исследовать сухой остаток выбранным методом анализа.
В целях надежной идентификации соединений следует применять два независимых метода исследования, аналитический сигнал по меньшей мере одного из которых определяется химической структурой анализируемого компонента [15, с. 15–17]. Также возможно применение схем исследования, в которых используются три метода исследования, аналитические сигналы двух из которых определяются физическими или химическими свойствами искомого компонента, а третий метод селективен по отношению к группе или классу соединений (например, метод качественных цветных реакций).
Для реализации первой из упомянутых схем в экспертных подразделениях чаще всего используется метод газовой хроматографии с масс-селективным детектированием, так как он по своей сути является комплексным и позволяет проводить идентификацию соединений как на основе спектральной информации, так и по хроматографическим параметрам. Однако в случае одновременного присутствия в исследуемых образцах эфедрина и псевдоэфедрина данный метод оказывается ограниченно применим, так как параметры удерживания эфедрина и псевдоэфедрина совпадают, а масс-спектры этих веществ и их дериватов практически неразличимы (рис. 6, 7).
Рисунок 6. Масс-спектр псевдоэфедрина из библиотеки NIST Mainlib (вверху)
в сравнении с масс-спектром эфедрина из библиотеки NIST Replib (внизу)
Рисунок 7. Масс-спектр трифторацетильного производного псевдоэфедрина (вверху) в сравнении с масс-спектром трифторацетильного производного эфедрина (внизу).
Приведены масс-спектры из библиотеки EKBDRUGS-17
Изменение времени, а соответственно, и индексов удерживания возможно при дериватизации исследуемых образцов в среде хлороформа, например путем ацетилирования [16, с. 121] или силилирования [17, с. 117].
Масс-спектры ацетильных, трифторацетильных и некоторых силильных производных эфедрина и, в меньшей степени, псевдоэфедрина содержатся в наиболее распространенных в экспертных подразделениях библиотеках масс-спектров, таких как NIST, EKBDRUGS-17, а также в библиотеках модулей масс-спектрометрического анализа информационно-поисковой системы «АИПСИН Антинаркотики». Кроме того, в библиотеке масс-спектров EKBDRUGS-17 приведены экспериментальные значения индексов удерживания (RI) трифторацетильных производных эфедрина и псевдоэфедрина для хроматографической колонки HP-5ms: для производного эфедрина RI = 1409, для производного псевдоэфедрина RI = 1459.
Так как малое различие масс-спектров в данном случае не позволяет проводить идентификацию исследуемых компонентов, целесообразно использовать метод добавок. Он заключается в проведении не менее двух последовательных анализов в одинаковых условиях, при этом в ходе повторного в аналит до дериватизации вносится навеска стандартного образца эфедрина или псевдоэфедрина массой не более 1 мг. По изменению площади хроматографического пика можно судить о химической структуре соответствующего ему компонента.
Аналогичным образом может быть проведено и исследование методом газожидкостной хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием.
Рекомендуемые экспертным подразделениям органов внутренних дел условия анализа методами хромато-масс-спектрометрии и газожидкостной хроматографии в целях обнаружения эфедриноподобных алкалоидов приведены в работе коллектива авторов ЭКЦ МВД России [14, с. 6, 8].
Также при наличии стандартных образцов псевдоэфедрина и/или эфедрина может быть применен метод тонкослойной хроматографии. Для разделения указанных веществ в слое силикагеля предложены по меньшей мере две системы растворителей: хлороформ – метанол – ацетон – 25 %-ный раствор аммиака (система 1) в соотношении 40:20:6:3
[10, с. 46] и циклогексан – толуол – диэтиламин (система 2) в соотношении 75:15:10 [16, с. 121]. В качестве растворителей для нанесения образцов могут быть использованы этанол, метанол, хлороформ с добавлением триэтиламина (диэтиламина). В качестве проявителя целесообразно использовать 1 %-ный раствор нингидрина в ацетоне с нагреванием хроматографических пластин при температуре 70° до появления сине-фиолетового окрашивания зон стандартных образцов.
В случае отсутствия стандартных образцов эфедрина, псевдоэфедрина для их обнаружения может быть применен метод инфракрасной (ИК) спектроскопии в различных исполнениях (прессование таблеток с галогенидами щелочных металлов, использование приставок нарушенного полного внутреннего отражения, ИК-микроскопия и т. д.), так как инфракрасные спектры эфедрина и псевдоэфедрина достаточно информативны для их идентификации и
дифференциации этих соединений между собой (рис. 8).
Следует учитывать, что метод ИК-спектроскопии применим в качестве идентифицирующего только к относительно чистым веществам. При исследовании объектов сложного состава, таких как экстракты растительных масс, необходимо предварительное выделение определяемых компонентов. Для этого может быть использована препаративная тонкослойная хроматография в системах растворителей, указанных ранее. Как показывает практика, при выделении веществ методом препаративной тонкослойной хроматографии удовлетворительные результаты достигаются с использованием пластин с тонким слоем силикагеля на алюминиевой фольге без УФ-индикатора, например «Sorbfil ПТСХ-АФ-В» (ООО «ИМИД», Россия).
Рисунок 8. Инфракрасные спектры эфедрина (вверху) и псевдоэфедрина (внизу) из спектральной библиотеки SWGDRUG IR Library Version 2.1,
полученные в программном обеспечении ZaIR 3.5
Для выделения эфедрина и псевдоэфедрина экстракт исследуемого образца растения эфедры небходимо наносить на стартовую линию предварительно очищенной хроматографической пластины в виде непрерывной полосы. После хроматографирования в выбранной системе растворителей пластину следует высушить в токе воздуха, отрезать от нее участки шириной до 2 сантиметров с левого и правого края и обработать их раствором нингидрина. В упомянутых ранее работах указывается, что Rf (показатель хроматографической подвижности) эфедрина и псевдоэфедрина соответственно составляет 0,55 и 0,97 в системе 1 и 0,05 и 0,54 в системе 2. После проявления хроматографических зон отрезанные участки нужно приложить к оставшейся части пластины и по проявленным зонам на ней отметить участки локализации разделенных компонентов. Далее с отмеченных участков необходимо поочередно удалить силикагель и подвергнуть его экстракции диэтиловым эфиром с последующим отделением экстрактов фильтрацией или центрифугированием. Полученные экстракты
следует высушить в токе воздуха,
после чего инфракрасные спектры их сухих остатков могут быть зарегистрированы одним из указанных
ранее способов и сопоставлены в
автоматическом или ручном режиме с имеющимися в библиотеках
программного обеспечения
ИК-спектрами эфедрина и псевдоэфедрина.
Выводы и заключение
Рассмотренные нами анатомические и морфологические признаки растений эфедры и их частей, приемы и методы выявления, идентификации и дифференциации основных алкалоидов эфедры образуют комплекс исследований, осуществление которого необходимо и достаточно для решения вопроса об отнесении объектов растительного происхождения в рамках судебной экспертизы или исследования к наркосодержащему растению эфедра (растению рода Ephedra L) или его частям.
[1] Об утверждении перечня наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров, подлежащих контролю в Российской Федерации : Постановление Правительства Российской Федерации от 30.06.1998 г. № 681 : в ред. от 15.06.2022 г. // КонсультантПлюс : сайт. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_19243/ (дата обращения: 19.03.2023). Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.
[2] Об утверждении перечня растений, содержащих наркотические средства или психотропные вещества либо их прекурсоры и подлежащих контролю в Российской Федерации, крупного и особо крупного размеров культивирования растений, содержащих наркотические средства или психотропные вещества либо их прекурсоры, для целей статьи 231 Уголовного кодекса Российской Федерации, а также об изменении и признании утратившими силу некоторых актов Правительства Российской Федерации по вопросу оборота растений, содержащих наркотические средства или психотропные вещества либо их прекурсоры : Постановление Правительства Российской Федерации от 27.11.2010 г. № 934 : в ред. от 29.07.2020 г. // КонсультантПлюс : сайт. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_107635/7007fb8f39ca6c1ecc2c03009bfc9526934decc0/#dst100014 (дата обращения: 19.03.2023). Режим доступа: для зарегистрир. пользователей.
[3] EU4MONITORING DRUGS SPECIAL REPORT : Emerging evidence of Afghanistan’s role as a producer and supplier of ephedrine and methamphetamine // European Monitoring Centre for Drugs and Drug Addiction : офиц. сайт. URL: https://www.emcdda.europa.eu/system/files/media/publications/documents/13410/emcdda-methamphetamine-in-Afghanistan-report.pdf (дата обращения 19.04.2023). Режим доступа: свободный.
[4] Атлас дикорастущих лекарственных растений Узбекистана // Проект лаборатории «Растительных ресурсов» Института ботаники Академии наук Республики Узбекистан. URL: https://planta-medica.uz/wp-content/uploads/2020/12/img_5933.jpg (дата обращения 20.04.2023). Режим доступа: свободный.
1. Особенности производства экспертиз наркотических средств и психотропных веществ растительного происхождения, а также наркосодержащих растений и их частей: информационное письмо ЭКЦ МВД России от 18.06.2013 № 37/3739. 26 с.
2. Моргункова, Ю. М., Сорокин, В. И., Любецкий, Г. В. Анатомо-морфологическое исследование наркотических средств растительного происхождения : учебное пособие. М. : ЭКЦ МВД России, 2008. 215 с.
3. Мусаев, И. Ф. О географии и филогении представителей рода эфедра // Ботанический журнал, 1978. Т. 63, № 4. С. 523-543.
4. Сосков, Ю. Д. Три линии развития в секции Ephedra рода Ephedra L. во флоре СССР // Ботанический журнал, 1968. Т. 53, № 1. С. 85-91.
5. Ramírez A, Pastor-Palacios G, Pérez-Miranda S, Ramírez-Hernández A, Trujillo J, Bautista, E. A Review of the Ephedra genus: Distribution, Ecology, Ethnobotany, Phytochemistry and Pharmacological Properties // Molecules, 2020 Jul 20; 25(14):3283.
6. Robert A. Price Systematics of the Gnetales: A Review of Morphological and Molecular Evidence // International Journal of Plant Sciences 1996, Volume 157. pp. 40-49.
7. Мусин, Э. Ф., Мелешев, Р. С., Виноградова, М. М. Типовые экспертные методики исследования вещественных доказательств : в 2 ч. Ч. II / под ред. А. Ю. Семёнова; общ. ред. канд. техн. наук В. В. Мартынова. М. : ЭКЦ МВД России, 2012. 800 с.
8. Кожамжарова, Л. С., Аблайханова, Н. Т., Есимсиитова, З. Б. Биоэкология и компонентный состав эфедриновых алкалоидов у видов E.equisetina в Джунгарском Алатау // Вестник КазНМУ : науч.-практич. журн. Алматы : Казахский Национальный мед. ун-т им. С. Д. Асфендиярова, 2021. № 2. С. 246-252.
9. Машковский, М. Д. Лекарственные средства : пособие для врачей / 16-е изд., перераб., испр. и доп. М. : Новая волна : Изд. Умеренков, 2012. 1216 с.
10. Журинов, М. Ж., Газалиев, А. М, Фазылов, С. Д. Химия эфедриновых алкалоидов. Алма-Ата : Наука, 1990. 144 с.
11. Chang, C. W., Hsu, S. Y., Huang, G. Q. [et al.]. Ephedra alkaloid contents of Chinese herbal formulae sold in Taiwan // Drug Testing and Analysis, 2018. Vol.10, № 2, P. 350-356.
12. Lloyd A, Russell M., Blanes L. Lab-on-a-chip screening of methamphetamine and pseudoephedrine in samples from clandestine laboratories // Forensic science international, 2013. Vol. 228. P. 8-14.
13. Wang S. M., Lewis R. J., Canfield D. Enantiomeric determination of ephedrines and norephedrines by chiral derivatization gas chromatography-mass spectrometry approaches // Journal of chromatography. B, Analytical technologies in the biomedical and life sciences, 2005. Vol. 825, № 1. P. 88-95.
14. Гладырев, В. В., Дроздов, М. А., Дротьев, В. М. Вопросы криминалистического исследования псевдоэфедрина. М. : ЭКЦ МВД России, 2007. 13 с.
15. Rodriguez-Cruz S. E., Matchett C., Iera J. Scientific working group for the analysis of seized drugs (SWGDRUG) recommendations. Edition 8.1. Washington: SWGDRUG, 2023. 85 p. URL: https://www.swgdrug.org/Documents/SWGDRUG%20Recommendations%20Version%208.1_FINAL_ForPosting_Rev%201-23-23.pdf (дата обращения: 24.04.2023). Режим доступа: свободный.
16. Сурнина, О. В. Обнаружение эфедрина и псевдоэфедрина в БАД // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы : сб. науч. трудов / ГБОУ ВПО ДВГМУ Минздрава России; под ред. А. И. Авдеева, И. В. Власюка. Хабаровск : Ред.-изд. центр ИПКСЗ, 2009. Вып. 10. С. 120-123.
17. Cui, J. F., Zhou, T. H. C. Q., Zhang, J. S. [et al.]. Analysis of Alkaloids in Chinese Ephedra Species by Gas Chromatographic Methods // Phytochemical Analysis, 1991. Vol. 2. pp. 116-119.
